Винтовые сваи расчет и проектирование

Винтовые сваи расчет и проектирование

размещено: 24 Октября 2014
обновлено: 25 Октября 2014

Расчёт винтовых свай на основе СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты.

Отписывайтесь пожалуйста об удобстве применимости и недостатках.

В статье мы расскажем, какие ошибки можно допустить при самостоятельном расчете свайного фундамента для объектов малоэтажного строительства и как этого избежать

Часто встречающиеся ошибки проектирования фундаментов из винтовых свай

Вот те ошибки, которые часто встречаются в свайных проектах фундаментов, разработанных своими силами:

• игнорирование особенностей строения (неумение верно определить, где будут сосредоточены основные нагрузки, а где – второстепенные);
• неумение верно посчитать нагрузки (часто в расчет берется только вес самого строения);
• игнорирование грунтовых условий на участке строительства (степень коррозионной активности, физические характеристики грунтов и т.д.).

Иногда неточности в расчетах возникают из-за неверного учета ландшафта участка (оказывается не соблюдена минимальная высота цоколя и т.п.).

Итог – неверная оценка несущей способности конструкции и степени воздействия среды на фундамент, которые часто приводит к просадке, ускоренному развитию коррозионных и гнилостных процессов.

Материал ориентирован на сферу индивидуального жилищного строительства и не учитывает особенности проектирования сложных объектов.

Сбор нагрузок

В первую очередь для расчета фундамента необходимо выполнить сбор всех нагрузок, которые будут воздействовать на него. Они бывают постоянные Pd и временные (длительные Pl, кратковременные Pt, особые Ps).

Постоянные Pd – вес частей сооружений, в том числе несущих и ограждающих строительных конструкций.

Длительные Pl – вес временных перегородок, подливок и подбетонок под оборудование, вес стационарного оборудования, заполняющих его жидкостей, твердых тел и др.

Кратковременные Pt – воздействия от людей (животных, оборудования) на перекрытия, от подвижного подъемно-транспортного оборудования, от транспортных средств и климатические (снеговая, ветровая и т.д.).

Особые Ps – сейсмическое, взрывное воздействие, воздействие от столкновения транспортных средств с частями сооружения, воздействия, обусловленные пожаром или деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта.

Обратите внимание, что в этом расчете будут учтены только те виды воздействий, которые имеют принципиальное значение при расчете фундамента из винтовых свай.

Постоянные нагрузки. Как рассчитать вес частей сооружения?

Для расчета веса строения достаточно знать удельный вес материалов, которые будут использованы при его строительстве и их предполагаемые объемы. Это не требует каких-то специальных знаний и навыков. Можно попробовать запросить нужные данные у поставщика стройматериалов.

Мы при выполнении расчетов будем использовать справочные данные с усредненными значениями удельного веса конструкций дома (стен, перекрытий, кровли), приведенные в таблице 1.

Удельный вес 1 м 2 стены

Каркасные стены толщиной 200 мм с утеплителем

Стены из бревен и бруса

Кирпичные стены толщиной 150 мм

Железобетон толщиной 150 мм

Удельный вес 1 м 2 перекрытий

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м 3

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м 3

Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м 3

Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м 3

Удельный вес 1 м 2 кровли

Кровля из листовой стали

Кровля из шифера

Кровля из гончарное черепицы

Таблица 1. Справочные данные с усредненными значениями удельного веса конструкций дома: стен, перекрытий, кровли.

При самостоятельном выполнении расчетов стоит учитывать, что согласно п. 4.2. СП 20.13330.2011 расчетное значение нагрузки следует определять, как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке (γf) для веса строительных конструкций, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию:

Конструкции сооружений и вид грунтов

Коэффициент надежности, γf

Металлические, за исключением случаев, указанных в 2.3*

Бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные

Бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м, изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.п.), выполняемые:

в заводских условиях

на строительной площадке

Таблица 2. Таб. 7.1 СП 20.13330.2011

Выполним необходимые расчеты на примере каркасно-щитового дома 6х9 с мансардой.

Чтобы посчитать вес от стен дома необходимо вычислить их периметр. Периметр наружных стен + внутренние стены: Р=47 м, среднюю высоту стен примемh=4,5 м. Тогда вес от конструкции стен будет равен: Р хhх удельный вес материала стен.

47 м х 4,5 м х 70кг/м 2 = 14 805кг=14,8 т.

Источник: https://vemiru.ru/info/vintovye-svai-raschet-i-proektirovanie/

Проектирование винтового фундамента

Данный тип основания здания является наиболее распространённым и применяется на участках местности со сложным рельефом и непростым грунтом (песчаный, способный к перемещению, глинистый). Суть использования подобного фундамента заключается в том, что сваи врезаются в нижние, более твёрдые, слои почвы. Это гарантирует неподвижность основания, так как сваи вкручены глубже, чем верхние участки почвы, которые промерзают. Поэтому подобный тип фундамента практически не подвержен силе пучения грунта.

Конструктивно данное основание для здания создается из металлических столбов, вкрученных в землю. Длина их достигает от 2 до 7 метров. Винтовой фундамент подобного типа обычно применяется для небольших по этажности строений. При этом, способ размещения свай по площади во многом предопределяется проектом будущего дома.

Схема винтовой сваи

Специализация нашей компании
Компания Росфундамент специализируется на данной категории фундамента на территории Екатеринбурга и области. Предоставляемая услуга, по соотношению цена-качество, является самой оптимальной в регионе. Специалисты имеют высокий уровень базовой подготовки, а также опыт подобных работ, что позволяет им корректно:

• провести все типы предварительных расчетов;
• точно определить конструкцию, глубину и правильность размещения свай по площади здания, чтобы обеспечить его дальнейшую устойчивость;
• равномерно распределить нагрузку будущего строения для исключения возможных дефектов при будущей эксплуатации дома;
• занимаются расчетом несущей способности для основных категорий винтового фундамента, созданного на основе:
• • одиночных свай;
  • свайной ленты;
  • свайных кустов;
  • сплошных свайных полей

  .

Варианты винтового фундамента для строительства различных конструкций

Типы свайных фундаментов исходя из нагрузок

При строительстве подобного основания для здания следует правильно определиться с будущей несущей способностью фундамента. По данному критерию специалисты компанию занимаются созданием четырёх основных типов винтового фундамента.

Одиночный свай

От корректности расчета нагрузки на одиночные сваи будет зависеть качество всего основания для будущего сооружения. Этим и обосновывается то, что сотрудники Росфундамента проводят двойной расчет несущей способности:

• по прочностным параметрам самой металлической сваи;
• по несущей характеристике верхнего грунта близ основания здания.

Примечание: Последняя во многом предопределяется механическим составом почвы и технологией углубления и устройства в грунте самой сваи

Свайная лента

Применение подобного типа фундамента обусловлено значительной плавучестью (водностью) грунта. Также подобный тип подложки под здания используется на участках местности, имеющих определенный уклон (склоны). Специалисты нашей компании четко определят уровень заглубления каждой сваи, формирующей ленту. От этого будет зависеть насколько устойчиво будет здание в целом.

Свайный куст

Под данным понятием понимается обычно минимум две рядом вкрученные сваи, которые воспринимают общую нагрузку. Обычно такой метод закладки фундамента используется в углах зданий, имеющих несколько этажей и изготовленных из тяжелых материалов (бетон, кирпич). При этом, данное основание позволяет распределять вес колоны, которая может быть размещена над кустом свай. Без наличия подобного объединения металлических столбов, может произойти осадка здания в дальнейшем. Компания РосФундамент обязательно учитывает подобные моменты при строительстве.

Сплошные свайные поля

Конструкция данного поля предполагает наличие свай на всем периметре здания. Они должны быть распределены по площади равномерно. Здесь важно правильно рассчитать удаленность каждого столбца друг от друга. Поэтому данным вопросом должны заниматься только специалисты, имеющие опыт проведения подобных работ.

Как выглядит свайный фундамент с ростверком

Что следует учитывать при разработке винтового фундамента

При разработке подобной подложки здания следует брать в расчет несколько основных факторов. В первую очередь необходимо определиться с толщиной самого металлического столбца. Она может быть трех основных вариаций:

• имеющие тонкую стенку (включительно до 3,5 мм);
• свыше 3,5 мм – толщина сваи средняя;
• столбы, обладающие толстой стенкой, где ее размер начинается от 6 мм.

Выбор данного элемента зависит от двух характеристик:

1. степени несущей способности;
2. уровня агрессивного воздействия почвы

Примечание: последняя определяется на основе результатов мониторинга коррозийной активности участка.

При определении нагрузки в основном исходят из этажности сооружения и типа материала, который применяется для строительства здания. Раннее были описаны возможные вариации.

Расчет осадки

Немаловажным фактором, влияющим на дальнейшую эксплуатацию здания, является его осадка. В частности, она во многом зависит от осадки винтового фундамента. Специалисты компании проводят расчет и учет данного параметра по следующим критериям:

• качественные характеристики грунта по плотности и сжимаемости;
• количество, вкрученных металлических столбов;
• длина сваи;
• удаленность каждой сваи друг от друга.

Создание винтового фундамента на основе металлических свай достаточно сложная инженерная задача. Поэтому для будущей надежности возведенного здания следует обращаться к профильным организациям. Одной из таких компаний, имеющей значительный опыт и зарекомендовавшей себя на рынке подобных услуг, является РосФундамент.

Источник: https://vintovoy-fundament-ekaterinburg.ru/proektirovanie-vintovogo-fundamenta.html

Проектирование свайно-винтового фундамента

На сегодняшний день фундамент на винтовых сваях является одним из самых практичных и недорогих оснований при возведении домов из блоков, натурального дерева, кирпича и других построек.

Сама винтовая свая представляет собой трубу с заостренным наконечником с резьбой, которая вкручивается на глубину более полтора метра в грунт любого характера. Диаметр лопасти и трубы определяется от типа постройки и назначения фундамента.

Благодаря такой конструкции вход в грунт осуществляется с минимальным сопротивлением, вследствие чего свая держится очень крепко. А в зависимости от её диаметра максимальная нагрузка на одну сваю может составлять до 17-25 тонн.

Схема винтовой сваи

Свайные фундаменты в зависимости от нагрузки

Создавать свайные фундаменты следует с учётом действующих нагрузок. Различают следующие конструкции:

• Одиночные сваи. Опоры стоят отдельно друг от друга на расстоянии около 2-3 метров.
• Свайные ленты. Используются для опоры стены здания или для нагрузок по длине. Свайные ленты могут быть размещены в один или несколько рядов.
• Свайные кусты. Сваи располагаются в виде определённой формы (квадрат, прямоугольник, трапеция и др.)
• Свайное поле. Такой фундамент применяется при возведении тяжелых сооружений. Сваи при таком расположении объединяются сплошным ростверком, поверхность которого опирается на грунт.

Как выглядит свайный фундамент с ростверком

На что обратить внимание?

Разрабатывать такую опору следует с учётом различных данных. Прежде всего, нужно ориентироваться на конструктивную схему проектируемого объекта, габариты основных несущих конструкций, качество грунта.

При обустройстве фундамента нужно брать во внимание и климат: так, при выпадении осадков или при сильных ветрах нагрузки на сваи могут намного увеличиваться.

Например, масса дома со всеми нагрузками после прибавления 30% составляет 40 тонн. Пусть максимальная нагрузка сваи составляет 4 тонны. Тогда для надежного и безопасного фундамента потребуется 10 таких труб.

В зависимости от типа дома определяют и характер свайного фундамента.

Варианты винтового фундамента для строительства различных конструкций

Каркасные дома и дома из натурального дерева

Дома каркасного типа или из натурального дерева лучше всего возводить на сваях, установленных в виде поля. Чаще всего для таких целей используют такие сваи:

• Диаметр  трубы 108мм;
• Диаметр лопасти 300мм;

Как правило, на поверхности остаётся примерно полметра трубы.

Блочные дома и дома из кирпича

Для таких домов одиночных свай будет недостаточно. В этом случае нужно использовать связку ростверком. В её качестве может быть применена монолитная лента или плита перекрытия. Ростверк должен находиться над землёй или быть немного углублённым в грунт.

Однако более детально говорить о фундаменте для домов из таких материалов можно лишь после полного ознакомления с его конструкцией.

Осадка фундамента и её расчёт

Любой фундамент даёт осадку. Для того чтобы фундамент был максимально надёжным и устойчивым, нужно провести расчёт его осадки, который осуществляется в три шага:

1. Расчёт прочности ростверка и материала сваи;
2. Расчёт несущей способности грунта;
3. Расчёт винтовых свай и определение несущей способности фундамента.

В связи с тем, что сваи устанавливаются на расстоянии друг от друга, не исключено, что построенное сооружение может дать неравномерную осадку. Поэтому при расчёте следует учитывать нагрузки от осадков и от ветра (нагрузка увеличивается примерно на 1/5).

Фундамент на винтовых сваях – хороший вариант для основы практически любого здания. А его преимущества позволяют использовать такой вид опоры почти всегда.

Качественные винтовые сваи отлично подойдут для абсолютно любого грунта, они надёжны и долговечны, а их стоимость преимущественно выделяют их на фоне других фундаментов. К тому же, в отличие от других вариантов, винтовые сваи очень легко устанавливаются.

Источник: http://vintovoy-fundament-omsk.ru/proektirovanie-vintovogo-fundamenta.html